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鋰離子電池正極活性物質的水處理方法對鋰和過渡金屬溶解的影響

檢測樣品：鋰電池

檢測項目：過渡金屬

方案概述：鋰離子電池（LIBs）是便攜式電子設備和電動工具的能量存儲設備，并具有作為替代燃料車輛能源的巨大潛力。SPEXMixer/Mill是一種高能球磨機，近在關鍵研究中用于消除制造過程中對環境有影響的物質。

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更新時間2024年01月09日

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使鋰離子電池陰極的水處理方法成為可能，是因為像N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）這樣的溶劑既昂貴又危險，并且正在全球范圍內逐步淘汰。使用水作為溶劑可以降低電極制造成本并減少對環境的影響，但它對陰極提出了獨牛寺的挑戰，例如鋰和過渡金屬從活性材料中溶解以及集流體腐蝕。在本研究中，評估了五種陰極活性材料的水性處理的適用性：LiCoO₂（LCO），LiFePO₄（LFP），LiMn₂O₄（LMO），LiNi0.80Co0.15Al0.05O2（NCA）和LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2（NMC532）。在水中暴露三天后，NCA和NMC532的pH值顯著高于無鎳材料（9.0-10.5），盡管所有pH值都表明鋁基板會發生腐蝕。表面組成發生變化，而晶體結構變化不大。所有材料的過渡金屬在水中和電解質中的溶解度相對較低，盡管NCA在水中的鋰溶解度較高（~0.1 mg mL−1）。在半硬幣電池中的電化學測試表明，添加高分子量聚丙烯酸可以改變pH并提供足夠的粘合力以允許NCA的水性處理。